Radioaktivität

Radioaktivität entsteht aus drei atomaren, sowie subatomaren physikalischen Prozessen. In diesem Beitrag wird eine kleine Übersicht gegeben und verschiedene Grössen zur Klassifizierung der Radioaktivität beschrieben.

Radioaktive Strahlung

Zusammensetzung der Strahlung:

• α-Strahlung (Heliumkerne), Abschirmung durch z.B. Papier
• β-Strahlung (Elektronen), Abschirmung durch z.B. Alublech
• γ-Strahlung (Elektromagnetische Wellen), Abschirmung durch Blei oder meterdicke Betonmauern

Aktivität

Das Mass der Intensität einer radioaktiven Strahlung ist die Zerfallshäufigkeit A.

• 1 Bq (Becquerel) = 1 Zerfall pro Sekunde = 2,7 10^-11 Ci (Curie), 1 Ci ist die Aktivität von 1 g Radium

Es gibt auch Aktivitätskonzentrationen => Bq/kg oder Bq/m³

Halbwertszeit

Die Zeit bis zum Zerfall der Hälfte der vorhandenen Atome ist t_½. Man unterscheidet zwischen physikalischer und biologischer Halbwertszeit.

• Physikalische Halbwertszeit (Zeit bis zum Zerfall der halben strahlenden Substanz)
  • Uran ²³⁸U hat eine t_½ von 4,5 Milliarden Jahren (γ und α-Strahlung)
  • Radium ²²⁶Ra hat eine t_½ von 1600 Jahren (α-Strahlung)
  • Cäsium ¹³⁷Cs hat eine t_½ von 30 Jahren (β-Strahlung)
  • Radon ²²⁰Rn hat eine t_½ von 56 Sekunden (α-Strahlung)
• Biologische Halbwertszeit (Zeit bis zum Abbau der halben Substanz im Körper)
  • Cäsium hat im menschlichen Körper eine t_½ von 100 Tagen

Energiedosis

Die Energiedosis D ist ein Mass für die absorbierte Energie eines durchstrahlten Körpers.

• 1 Gy (Gray) = 1 J/kg = 100 rad (radiation adsorbed dose)

Äquivalentdosis

Weil verschiedene Strahlenarten mit der gleichen Energiedosis unterschiedlich schädlich in biologischen Körpern sind , gibt es die Äquivalentdosis H.

• 1 Sv (Sievert) = 1 Gy mal Q (Qualitätsfaktor)
  • Röntgenstrahlung haben ein Q von 1
  • Thermische Neutronen haben ein Q von 3
  • α-Strahlung hat ein Q von 10
• 1 Sv = 100 rem (röntgen equivalent man) = 100 rad * Q

Die zulässige Dosis für empfindliche Körperteile (Keimdrüsen, Gebärmutter, rotes Knochenmark) liegt bei 0,3 mSv/a, für die Gliedmassen von strahlenexponierten Berufsleuten bei 500 mSv/a.